三分鐘帶你了解特種陶瓷

特種陶瓷是指具有特殊機(jī)械、物理或化學(xué)性能的陶瓷，應(yīng)用于各種現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)。特種陶瓷所用的原料和所需的生產(chǎn)工藝已經(jīng)與普通陶瓷有了很大的不同，一些國家稱之為“精密陶瓷”。近來，中國的材料專家一致認(rèn)為，稱它們?yōu)椤案呒壧沾伞备谩Ｌ胤N陶瓷根據(jù)其性能特點(diǎn)和用途可細(xì)分為結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷和工具陶瓷。

有哪些特殊的陶瓷應(yīng)用領(lǐng)域？特種陶瓷的不同化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)決定了其不同的特殊性能和功能，如高強(qiáng)度、高硬度、高韌性、耐腐蝕、導(dǎo)電、絕緣、磁性、透光、半導(dǎo)體、壓電、光電、電光、聲光、磁光等。由于其特殊的性能，這類陶瓷可作為工程結(jié)構(gòu)材料和功能材料應(yīng)用于機(jī)械、電子、化工、冶煉、能源、醫(yī)學(xué)、激光、核反應(yīng)、航空航天等領(lǐng)域。

從原料來看，特種陶瓷突破了傳統(tǒng)陶瓷以粘土為主要原料的界限，通常氧化物、氮化物、硅化物、硼化物和碳化物是主要原料。在陶瓷坯體中加入特定配方的無機(jī)材料，經(jīng)過1360度左右的高溫?zé)Y(jié)，從而獲得穩(wěn)定可靠的抗靜電性能，成為一種新型的特種陶瓷，通常具有電、磁、光、熱、聲、化學(xué)、生物等一種或多種功能。以及耦合功能，如壓電、熱電、電光、聲光、磁光等。比如經(jīng)過處理的陶瓷水果刀，密度比普通陶瓷制品高，具有環(huán)保、無毒、不生銹、不氧化等優(yōu)點(diǎn)。

以結(jié)構(gòu)陶瓷為例，可分為氧化鋯、氧化鋁、氮化硅、碳化硅四大系列。氧化鋯陶瓷主要用于民用領(lǐng)域，如陶瓷刀、手表、手機(jī)背板等。在日常生活中，氧化鋁主要用于醫(yī)療器械、食品等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)Σ牧系拿芏?、硬度、韌性等性能指標(biāo)要求非常嚴(yán)格，所以材料一般都是高純氧化鋁。而普通氧化鋁由于純度低，一般用于要求不高的產(chǎn)品。此外，隨著氧化鋁陶瓷技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越廣，在硬度、耐腐蝕性等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，將是未來行業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向。氮化硅是我國較早開發(fā)和應(yīng)用的特種陶瓷，它具有抗熱震性好、硬度高、耐磨性好、抗彎曲等優(yōu)點(diǎn)，主要用于切削工具、高壓柱塞、加熱板等領(lǐng)域。碳化硅陶瓷主要的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕，主要用于化工行業(yè)。

目前國內(nèi)特種陶瓷的水平僅限于一些小而精密的零件，一些大型設(shè)備和儀器還缺乏對其成型技術(shù)的掌握。然而，隨著其在電子、醫(yī)藥、食品、軍事化工等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。特種陶瓷在中國的發(fā)展中起著越來越重要的作用，如飛機(jī)上的陶瓷軸承、軍艦甲板等。中國特種陶瓷等新材料的發(fā)展也相當(dāng)迅速。